我在测试多线程代码时也遇到了严重的问题。然后我在Gerard Meszaros的“xUnit测试模式”中找到了一个非常酷的解决方案。他描述的模式被称为Humble object。

基本上，它描述了如何将逻辑提取到独立的、易于测试的组件中，该组件与环境解耦。在你测试了这个逻辑之后，你可以测试复杂的行为(多线程，异步执行，等等…)

如果你正在测试简单的new Thread(runnable).run() 您可以模拟Thread来按顺序运行可运行对象

例如，如果被测试对象的代码像这样调用一个新线程

Class TestedClass {
    public void doAsychOp() {
       new Thread(new myRunnable()).start();
    }
}

然后模拟new Threads并按顺序运行runable参数会有所帮助

@Mock
private Thread threadMock;

@Test
public void myTest() throws Exception {
    PowerMockito.mockStatic(Thread.class);
    //when new thread is created execute runnable immediately 
    PowerMockito.whenNew(Thread.class).withAnyArguments().then(new Answer<Thread>() {
        @Override
        public Thread answer(InvocationOnMock invocation) throws Throwable {
            // immediately run the runnable
            Runnable runnable = invocation.getArgumentAt(0, Runnable.class);
            if(runnable != null) {
                runnable.run();
            }
            return threadMock;//return a mock so Thread.start() will do nothing         
        }
    }); 
    TestedClass testcls = new TestedClass()
    testcls.doAsychOp(); //will invoke myRunnable.run in current thread
    //.... check expected 
}

一个简单的测试模式可以用于一些(不是所有!)用例，就是多次重复相同的测试。例如，假设你有一个方法:

def process(input):
    # Spawns several threads to do the job
    # ...
    return output

创建一堆测试:

process(input1) -> expect to return output1
process(input2) -> expect to return output2
...

现在将每个测试运行多次。

如果流程的实现包含一个微小的错误(例如死锁、竞态条件等)，出现的概率为0.1%，那么运行1000次测试，则该错误至少出现一次的概率为64%。运行测试10000次，得到>99%的概率。

我最近发现了一个叫做Threadsafe的工具(用于Java)。它是一个静态分析工具，很像findbugs，但专门用于发现多线程问题。它不是测试的替代品，但我可以推荐它作为编写可靠的多线程Java的一部分。

它甚至可以捕捉到一些非常微妙的潜在问题，比如类包容、通过并发类访问不安全的对象以及在使用双重检查锁定范式时发现丢失的volatile修饰符。

如果您编写多线程Java，请尝试一下。

我曾经有过测试线程代码的不幸任务，这绝对是我写过的最难的测试。

在编写测试时，我使用委托和事件的组合。基本上，它都是关于使用PropertyNotifyChanged事件和WaitCallback或某种轮询的ConditionalWaiter。

我不确定这是否是最好的方法，但它对我来说是有效的。

假设在“多线程”代码下是指某些东西

有状态和可变的 由多个线程访问/修改 同时

换句话说，我们讨论的是测试自定义的有状态线程安全类/方法/单元——这应该是当今非常罕见的野兽。

因为这个野兽很罕见，首先我们需要确保有充分的理由来写它。

步骤1。考虑在相同的同步上下文中修改状态。

现在很容易编写可组合的并发和异步代码，其中IO或其他慢操作卸载到后台，但共享状态在一个同步上下文中更新和查询。例如，async/await任务和。net中的Rx等等——它们都是可测试的设计，“真正的”任务和调度程序可以被取代，以使测试具有确定性(但这超出了问题的范围)。

这听起来可能很有限，但这种方法效果惊人。以这种风格编写整个应用程序是可能的，而不需要使任何状态线程安全(我这样做)。

步骤2。如果在单个同步上下文上操作共享状态是绝对不可能的。

确保轮子没有被重新发明/肯定没有标准的替代方案可以适应这项工作。代码应该是非常内聚的，包含在一个单元中，例如，它很有可能是一些标准的线程安全数据结构的特殊情况，如哈希映射或集合或其他。

注意:如果代码很大/跨越多个类并且需要多线程状态操作，那么设计很有可能是不好的，请重新考虑第1步

步骤3。如果达到了这一步，那么我们需要测试我们自己的自定义有状态线程安全类/方法/单元。

我非常诚实:我从来没有为这样的代码编写过合适的测试。大多数情况下，我在第一步就成功了，有时在第二步。上次我不得不编写自定义线程安全代码是在很多年前，那是在我采用单元测试之前/可能我不需要用目前的知识来编写它。

如果我真的必须测试这样的代码(最终，真正的答案)，那么我会尝试下面的一些事情

Non-deterministic stress testing. e.g. run 100 threads simultaneously and check that end result is consistent. This is more typical for higher level / integration testing of multiple users scenarios but also can be used at the unit level. Expose some test 'hooks' where test can inject some code to help make deterministic scenarios where one thread must perform operation before the other. As ugly as it is, I can't think of anything better. Delay-driven testing to make threads run and perform operations in particular order. Strictly speaking such tests are non-deterministic too (there's a chance of system freeze / stop-the-world GC collection which can distort otherwise orchestrated delays), also it is ugly but allows to avoid hooks.